土木工程专业材料实验课程优化创新的论文

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　　摘 要：实验教学是土木工程材料课程重要的实践教学环节。文章针对目前土木工程材料实验教学现状及存在的问题，从实验内容方面提出了改革建议，旨在达到提高实验教学质量从而培养创新型、高素质土木人才的目的。

　　关键词:土木工程材料，实验教学，改革创新。

　　土木工程材料是土建专业必修的一门重要专业基础课，课程内容包含理论教学和实验教学两部分。 该课程在大学二年级下学期开设，土木工程材料实验教学对于培养学生实践动手能力、创造性思维、严谨科学态度和综合素质有着重要作用，同时对于激发学生学习积极主动性和科研热情也起着决定性作用。 目前，土木工程材料实验课程是包含在理论课程中，学时较少，一般为 6 至 10 学时，同时实验课内容繁多，涉及到水泥、砂、石、混凝土、砂浆、沥青六个大项，因此要在这么短的学时内完成以上实验内容几乎不可能，教学效果也不理想。 不仅如此，实验课内容也主要为验证性实验，学生在开始前已知道实验结果，只需按照实验教材或实验指导书操作，缺乏探索性和挑战性，因而学生学习热情不高，不利于培养发现问题、思考问题和解决问题的能力。 此外，由于实验设备有限且学生较多，多数情况下是多名学生分成一组参与实验，这样就存在一两名学生操作设备，其余学生“旁观”的现象，而实验课考核的方式多以实验报告为主，因此许多学生便相互抄写实验报告，使得实验课“流于形式”，这对培养学生动手能力、创新思维和创新能力毫无裨益。 如何在学时少、实验内容多的情况下提高土木工程材料实验课程的有效性，达到培养高素质工程技术人才的目的是教育改革的一个重要课题，对此作者作了一些思考，从实验内容改革方面提出如下建议。

　　1 改革与创新。

　　1.1 优化验证性实验，激发学生学习兴趣。

　　如前所述，目前的土木工程材料实验多以验证性为主，内容和形式过于单一，学生学习兴趣不高。然而， 一些验证性实验对于学生学习材料性能知识、掌握材料测试基本方法是有必要的，因此必须对现有验证性实验进行改革和创新，其中应注重两个原则：一是把实验的主动性交还给学生，二是注重激发学生的实验兴趣，提高学生主动学习的积极性。 例如，在进行“水泥胶砂强度”实验时，可以选用新出厂和放置 3 个月且结块的水泥，将学生分为两大组分别进行实验，大组内有若干小组进行相同实验。 首先，学生具有好胜心，希望自己组比别人组的试块强度大一些，这样便保证了他们学习的主动性和积极性，会更加认真地做好每个实验，并不断反思试块制作过程中存在的问题。 其次，使用不同水泥进行实验的大组之间进行实验结果的对比，发现后者水泥制作的胶砂试件强度低于前者水泥，这便能引导学生领会水泥的存放时间是影响水泥性能的重要因素。

　　1.2 增加综合设计性实验，培养学生动手能力。

　　为更好调动学生参与实验课的积极性和培养学生综合运用知识的能力，在该教学中可增加设计性和综合性实验。 如将水泥、砂、石、混凝土和砂浆实验合并，作为 1 个“混凝土配合比设计实验”，让学生熟悉配合比设计全过程；为让学生了解高性能混凝土不仅有高的强度， 而且有良好的和易性，可以增设“高性能混凝土和易性实验”，通过该实验学生能掌握高性能混凝土和易性的调节方式，熟知高效减水剂与活性矿物掺合料对高性能混凝土和易性的影响；为让学生重视固废的综合利用以及新材料的研发，可以增加“活性矿物掺合料活性激发实验”,让学生掌握常用活性掺合料和激发剂的种类以及活性激发的基本原理，培养学生的环保意识。 这样，不仅可以提高学生的学习兴趣、实践能力，而且让学生懂得科学实验的严谨性、复杂性、严密性，培养学生严肃、认真的科学态度，使全面素质教育在实验中落到实处。

　　1.3 增加研究探索性实验，激发学生创新热情。

　　随着科学技术的突飞猛进，各种新型材料也在不断应用于土木工程中。 所以，在原来基本教学实验的基础上，可开发一些探索性实验内容，如:废弃混凝土的再生利用、透水性水泥混凝土的设计、新型水性防水材料， 混凝土缓凝剂对水泥性质影响、养护温度对水泥性质影响、激发剂对粉煤灰活性的影响实验等。 将以上实验项目公示在学院教务或科研系统，供学生自由选择，学生可不分专业、不分年级自由组合（一般 4 至 6 人），与实验指导教师协商确定实验时间并在课外进行相应实验内容，尽可能发挥学生的学习自主性，教师只扮演“协助”的角色。 学生按照要求完成实验,并写出实验报告或论文的，最终给予适当奖励。此外，很多学生对本专业教师的科研项目感兴趣，愿意投身到研究中。 针对此类情况，课题组教师结合相关新型材料研究及材料耐久性等问题积极申请学校每年一次的大学生科研训练计划项目，学院也进行立项，吸引对土木工程材料研究有兴趣的学生参加到研究中。 这种方式可以让学生更多了解认识材料的知识，同时培养学生创新精神和创新能力以及开展基础研究的能力。

　　1.4 充分利用多媒体教学。

　　对于基本土木工程材料实验，其中一个较为突出的问题就是许多实验内容难以描述，再加上课程紧缩和设备有限，只能提供部分实验项目由学生操作，那么如果通过多媒体演示亦可辅助达到其他难以操作的实验目的。 多媒体实验教学是图像、图片、文字、声音与教师讲解的有机结合，可以大幅度缩短实验时间并拓展实验空间，同时也能保证每个学生都能直观地看清实验操作。 此外，运用多媒体教学也可以扩展实验内容，拓展学生视野，让学生及时接触到无法在课堂完成而在实际工程又常用的先进实验测试技术和新型材料。

　　多媒体实验课件的形式有很多， 可由 Power-Point 软件制作的多张幻灯片组成，可使用通用绘图软件绘制各种说明图、示意图等图形，可使用 FlashMX 软件制作出逼真的演示动画，可利用 Photoshop处理现场拍摄或从因特网下载的图片为课件制作提供二维素材， 可使用 3D Max 制作出逼真的三维素材。 此外，多媒体实验课件中最重要的一环便是动画设计，其中图像的采集可使用数码相机拍摄土木工程材料实验操作的全过程， 随后采用 GIF 和Flash 软件来制作动画。

　　利用多媒体技术进行土木工程材料实验教学，使实验课变得生动、形象，既方便了老师的教学，又增加了学生们学习的兴趣。

　　2 结语。

　　土木工程材料实验课是学生直观认识建筑材料、了解材料性能及质量控制的重要途径，也是培养学生动手能力和创新能力的重要手段。 改革并创新土木工程材料实验教学对于培养创新型、高素质的土木人才具有重要意义。

　　参考文献:

　　[1] 艾红梅,王宝民,曹明莉,等.建筑材料实验教学有效性的研究与实践[J].实验室研究与探索,2011,30(3):278- 282.

　　[2] 陈捷.建筑装饰材料中多媒体课件的应用实例及思考[J].福建建筑高等专科学校,2001,3:147- 149.

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